Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK

Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q1 Grundkurs
Jahresthema: Elektrodynamik, Quantenobjekte
Unterrichtsvorhaben I:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben II:
Thema/Kontext:
Energieversorgung und Transport mit Generatoren und Transformatoren
Wirbelströme im Alltag
Wie kann man Wirbelströme technisch
nutzen?
Wie kann elektrische Energie gewonnen
und bereitgestellt werden?
Kompetenzen:
· Auswahl (UF2)
· Vernetzung (UF4)
· Wahrnehmung und Messung (E2)
· Auswertung (E5)
· Modelle (E6)
· Präsentation (K3)
· Kriterien (B1)
Kompetenzen:
· Vernetzung (UF4)
· Auswertung (E5)
· Kriterien (B1)
Inhaltsfeld: Elektrodynamik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Induktion
Inhaltsfeld: Elektrodynamik
(Lenzsche Regel, Wirbelströme (12), Thomson’scher Ringversuch(11))
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Spannung und elektrische Energie
· Induktion
· Spannungswandlung
Zeitbedarf: 4 U-Std.
(Lorentzkraft und Drei-Finger-Regel, Induktionsspannung und Lorentzkraft auf bewegte Ladungsträger [Leiterschaukel*)(8)], Induktionsursachen:
zeitlich veränderliches Magnetfeld oder Fläche,
Spannung = Energie/Ladung, drehende Leiterschleife(9), sinusförmige Spannung, Spannungserzeugung mit Generator(10), Messung mit Oszilloskop(15) o.ä., Transformator(13), Modell einer
Freilandleitung(14) mit Ohm’schen Verlusten)
Zeitbedarf: 18 U-Std.
*) Grundlegende Experimente sind fettgedruckt.
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q1 Grundkurs
Jahresthema: Elektrodynamik, Quantenobjekte
Unterrichtsvorhaben III:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben IV:
Thema/Kontext:
Erforschung des Elektrons
Erforschung des Photons
Wie können physikalische Eigenschaften
wie die Ladung und die Masse eines
Elektrons gemessen werden?
Wie kann das Verhalten von Licht beschrieben und erklärt werden?
Kompetenzen:
· Wiedergabe (UF1)
· Systematisierung (UF3)
· Auswertung (E5)
· Modelle (E6)
Kompetenzen:
· Wahrnehmung und Messung (E2)
· Auswertung (E5)
· Präsentation (K3)
Inhaltsfeld: Quantenobjekte
Inhaltsfeld: Quantenobjekte
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Elektron (Teilchenaspekt)
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Photon (Wellenaspekt)
(Millikan-Versuch(1) und Elementarladung, homogene elektrische und magnetische Felder, Elektronen
in elektrischen und magnetischen Feldern [Fadenstrahlrohr(2) und Elektronenmasse])
(Huygens’sches Prinzip und Beugung, Interferenz,
Reflexion, Brechnung, Kreiswelle, ebene Welle
[Wellenwanne(7)], Wellenlängenbestimmung von
Licht mit Doppelspalt(4) und Gitter(5), Quanteneigenschaft von Licht [Photoeffekt(6)], Zusammenhang von Energie, Wellenlänge und Frequenz, Austrittsarbeit)
Zeitbedarf: 12 U-Std.
Zeitbedarf: 14 U-Std
4
Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q1 Grundkurs
Jahresthema: Elektrodynamik, Quantenobjekte
Unterrichtsvorhaben V:
Thema/Kontext:
Photonen und Elektronen als Quantenobjekte
Kann das Verhalten von Elektronen und
Photonen durch ein gemeinsames Modell
beschrieben werden?
Kompetenzen:
· Modelle (E6)
· Arbeits- und Denkweisen (E7)
· Argumentation (K4)
· Möglichkeiten und Grenzen (B4)
Inhaltsfeld: Quantenobjekte
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Elektron und Photon (Teilchenaspekt,
Wellenaspekt)
· Quantenobjekte und ihre Eigenschaften
(Elektronenbeugung und de Broglie-Hypothese,
Wellenlänge von Elektronen [Elektronenbeugungsröhre(3)], Grenzen und Gültigkeitsbereiche
von Wellen- und Teilchenmodellen bei Licht und
Elektronen, Welle-Teilchen-Dualismus (Kopenhagener Deutung); Computersimulation zu Doppelspalt und Photoeffekt)
Zeitbedarf: 8 U-Std
Summe der Stunden in der Jahrgangsstufe: 56 Stunden
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q2 Grundkurs
Jahresthema: Strahlung und Materie, Relativität von Raum und Zeit
Unterrichtsvorhaben I:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben II:
Thema/Kontext:
Erforschung des Mikro- und Makrokosmos
Mensch und Strahlung
Wie gewinnt man Informationen zum Aufbau der Materie?
Wie wirkt Strahlung auf den Menschen?
Kompetenzen:
· Wiedergabe (UF1)
· Auswertung (E5)
· Wahrnehmung und Messung (E2)
Kompetenzen:
· Wiedergabe (UF1)
· Werte und Normen (B3)
· Möglichkeiten und Grenzen (B4)
Inhaltsfeld: Strahlung und Materie
Inhaltsfeld: Strahlung und Materie
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Energiequantelung der Atomhülle
· Spektrum der elektromagnetischen
Strahlung
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Kernumwandlungen
· Ionisierende Strahlung
· Spektrum der elektromagnetischen
Strahlung
(Atommodelle und Materiebausteine, diskrete Energieniveaus in der Atomhülle [Linienspektren(16),
Flammenfärbung(19)], [Franck-Hertz-Versuch(17)],
Sonnenspektrum und Fraunhoferlinien(18), Spektralanalyse, Erzeugung von Röntgenstrahlung, Aufnahme und Interpretation von Röntgenspektren,
charakteristisches Röntgenspektrum(20))
(a-, b-, g-Strahlung, Röntgen-, Neutronen-,
Schwerionenstrahlung, Nachweis radioaktiver
Strahlung mithilfe von Absorptionsexperimenten(21), Radioaktivität und zugehörige Kernumwandlungsprozesse, Nachweise [Geiger-MüllerZählrohr(22)], Wirkung von Strahlung auf Materie
und lebende Organismen, künstliche und natürliche
Radioaktivität, Gefahren, Nutzen, Anwendungen)
Zeitbedarf: 9 -Std
Zeitbedarf: 13 U-Std
6
Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q2 Grundkurs
Jahresthema: Strahlung und Materie, Relativität von Raum und Zeit
Unterrichtsvorhaben III:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben IV:
Thema/Kontext:
Forschung am CERN und DESY
Navigationssysteme
Was sind die kleinsten Bausteine der Materie?
Welchen Einfluss hat Bewegung auf den
Ablauf der Zeit?
Kompetenzen:
· Systematisierung (UF3)
· Modelle (E6)
Kompetenzen:
· Wiedergabe (UF1)
· Modelle (E6)
Inhaltsfeld: Strahlung und Materie
Inhaltsfeld: Relativität von Raum und Zeit
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Standardmodell der Elementarteilchen
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
· Zeitdilatation
(Standardmodell, Aufbau Kernbausteine, Teilchenumwandlungen an einfachen Beispielen, Photon als
Austauschteilchen der elektromagnetischen Wechselwirkung)
(Konstanz der Lichtgeschwindigkeit [MichelsonMorley-Experiment(23)], grundlegende Prinzipien
der Relativitätstheorie [Lichtuhr(24),
Myonenzerfall(25)], Zeitdilatation und Längenkontraktion)
Zeitbedarf: 6 U-Std
Zeitbedarf: 5 U-Std
7
Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q2 Grundkurs
Jahresthema: Strahlung und Materie, Relativität von Raum und Zeit
Unterrichtsvorhaben V:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben VI:
Thema/Kontext:
Teilchenbeschleuniger
Das heutige Weltbild
Ist die Masse bewegter Teilchen konstant?
Welchen Beitrag liefert die Relativitätstheorie zur Erklärung unserer Welt?
Kompetenzen:
· Vernetzung (UF4)
· Kriterien (B1)
Kompetenzen:
· Arbeits- und Denkweisen (E7)
· Präsentation (K3)
Inhaltsfeld: Relativität von Raum und Zeit
Inhaltsfeld: Relativität von Raum und Zeit
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Veränderlichkeit der Masse
· Energie-Masse-Äquivalenz
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
· Zeitdilatation
· Veränderlichkeit der Masse
· Energie-Masse-Äquivalenz
(schnelle Ladungsträger [Zyklotron(26)], Ruhe- und
dynamische Masse, Masse-Energie-Äquivalenz)
Zeitbedarf: 2 U-Std
Zeitbedarf: 6 U-Std
Summe der Stunden in der Jahrgangsstufe: 41 Stunden
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q1 Leistungskurs
Jahresthema: Elektrik, Relativitätstheorie
Unterrichtsvorhaben I:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben II:
Thema/Kontext:
Untersuchung von Elektronen
Aufbau und Funktionsweise wichtiger
Versuchs- und Messapparaturen
Wie können wir physikalische Eigenschaften wie die Ladung und die Masse eines
Elektrons gemessen werden?
Wie und warum werden physikalische
Größen meistens elektrisch erfasst und
wie werden sie verarbeitet?
Kompetenzen:
· UF1 Wiedergabe
· UF2 Auswahl
· E6 Modelle
· K3 Präsentationen
· B1 Kriterien
· B4 Möglichkeiten und Grenzen
Kompetenzen:
· UF2 Auswahl
· UF4 Vernetzung
· E1 Probleme und Fragestellungen
· E5 Auswertung
· E6 Modelle
· K3 Präsentation
· B1 Kriterien
· B4 Möglichkeiten und Grenzen
Inhaltsfeld: Elektrik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Eigenschaften elektrischer Ladungen
und ihrer Felder
· Bewegungen von Ladungsträgern in
elektrischen und magnetischen Feldern
Inhaltsfeld: Elektrik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Eigenschaften elektrischer Ladungen
und ihrer Felder
· Bewegung von Ladungsträgern in
elektrischen und magnetischen Feldern
(Elektrostatik [Reibungselektrizität, Influenz],
Millikanversuch und Elementarladung, Eigenschaften und Wirkungen elektrischer Felder,
Feldlinien, Plattenkondensator [homogenes
Feld, Zusammenhang Spannung und elektr.
Feldstärke];
Eigenschaften und Wirkungen magnetischer
Felder, Kraft auf stromdurchflossenen Leiter,
Lorentzkraft und Drei-Finger-Regel, Stromwaage;
E- und B-Feld, Fadenstrahlrohr, e/mBestimmung, Wien-Filter, Hall-Effekt, Massenspektrometer)
(Bewegung von Ladungsträgern in homogene
E- und B-Feldern [Wien-Filter, Hall-Effekt],
Geschwindigkeit auch relativistisch, HallSonde, Elektronenstrahlablenkröhre, Massenspektrometer, Zyklotron, Coulomb‘sches Gesetz;
Kondensator, Kapazität [C in Abh. von A und
d], SuS-Versuch: Auf- und Entladen von Kondensatoren mit großer und kleinerer Kapazität,
Energie in elektrischen und magnetischen Feldern)
Zeitbedarf: 24 U-Std
Zeitbedarf: 22 U-Std
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q1 Leistungskurs
Jahresthema: Elektrik, Relativitätstheorie
Unterrichtsvorhaben III:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben IV:
Thema/Kontext:
Erzeugung, Verteilung und Bereitstellung
elektrischer Energie
Physikalische Grundlagen der drahtlosen
Nachrichtenübermittlung
Wie kann elektrische Energie gewonnen,
verteilt und bereitgestellt werden?
Wie können Nachrichten ohne Materietransport übermittelt werden?
Kompetenzen:
· UF2 Auswahl
· E6 Modelle
· B4 Möglichkeiten und Grenzen
Kompetenzen:
· UF1 Wiedergabe
· UF2 Auswahl
· E4 Untersuchungen und Experimente
· E5 Auswertung
· E6 Modelle
· K3 Präsentation
· B1 Kriterien
· B4 Möglichkeiten und Grenzen
Inhaltsfeld: Elektrik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· elektromagnetische Induktion
Inhaltsfeld: Elektrik
(Leiterschaukel, Induktionsgesetz quantitativ
[Veränderung von A und B], magn. Fluss,
Selbstinduktion, qualitativ Gleich- und Wechselstromgenerator, magn. Energie einer Spule,
Lenz’sche Regel [Energie- und Wechselwirkungskonzept], Thompson’sche Ringversuche,
Versuche zur Wirbelströmen, Model „Überlandleitung“)
Inhaltliche Schwerpunkte:
· elektromagnetische Schwingungen und
Wellen
(RLC-Schwingkreis , qualitative Beschreibung
des Schwingungsvorgangs als Energieumwandlungsprozess, auch mit Dämpfung, Meißner- oder Dreipunktschaltung zur
Entdämpfung;
Hertzscher Dipol, Ausbreitung elektromagn.
Wellen, Reflexion, Brechung, Beugung und
Interferenz mithilfe des Huygens’schen Prinzips, konstruktive und destruktive Interferenz,
Doppelspalt und Gitter, [Laser: Beugung, Brechung, Interferenz an Doppelspalt und Gitterquantitativ; an Kanten, dünnen Schichten qualitativ], Wellenlängen- und Lichtgeschwindigkeitsbestimmung bei Licht und Mikrowellen
durch Brechungs-, Beugungs- und Interferenzerscheinungen)
Zeitbedarf: 22 U-Std
Zeitbedarf: 28 U-Std
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q1 Leistungskurs
Jahresthema: Elektrik, Relativitätstheorie
Unterrichtsvorhaben V:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben VI:
Thema/Kontext:
Satellitennavigation – Zeitmessung ist
nicht absolut
Höhenstrahlung
Warum erreichen Myonen aus der oberen
Atmosphäre die Erdoberfläche?
Welchen Einfluss hat Bewegung auf den
Ablauf der Zeit?
Kompetenzen:
· E5 Auswertung
· K3 Präsentation
Kompetenzen:
· UF2 Auswahl
· E6 Modelle
Inhaltsfeld: Relativitätstheorie
Inhaltsfeld: Relativitätstheorie
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Zeitdilatation und Längenkontraktion
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
· Problem der Gleichzeitigkeit
(Lichtuhr, Myonzerfall, mathem. Beschreibung
und Herleitung von Zeitdilatation und Längenkontraktion, Einfluss auf Raum und Zeit)
(Michelson-Morley-Experiment, Gleichzeitigkeit und Inertialsysteme, Lichtgeschwindigkeit
als Obergrenze, Geschwindigkeitsaddition)
Zeitbedarf: 4 U-Std
Zeitbedarf: 4 U-Std
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q1 Leistungskurs
Jahresthema: Elektrik, Relativitätstheorie
Unterrichtsvorhaben VII:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben VIII:
Thema/Kontext:
Teilchenbeschleuniger - Warum Teilchen
aus dem Takt geraten
Satellitennavigation – Zeitmessung unter
dem Einfluss von Geschwindigkeit und
Gravitation
Ist die Masse bewegter Teilchen konstant?
Beeinflusst Gravitation den Ablauf der
Zeit?
Kompetenzen:
· UF4 Vernetzung
· B1 Kriterien
Kompetenzen:
·
K3 Präsentation
Inhaltsfeld: Relativitätstheorie
Inhaltsfeld: Relativitätstheorie
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Relativistische Massenzunahme
· Energie-Masse-Beziehung
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Der Einfluss der Gravitation auf die
Zeitmessung
(Bertozzi-Versuch [Versuch mit Elektronen zur
(Atomuhren in unterschiedlichen Höhen, träge
und schwere Masse, „Krümmung des Raums“,
Gedankenexperimente (Einsteins Fahrstuhlexperiment, Zwillingsparadoxon)
Beschleunigungsspannung und Elektronengeschwindigkeit], relativistische Massenzunahme, dynamische Masse, E =mc² [dazu
Forschung und Nutzen von Kernspaltung
und –fusion], relativistische Energie, Annihilation von Teilchen)
Zeitbedarf: 4 U-Std
Zeitbedarf: 8 U-Std
12
Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q1 Leistungskurs
Jahresthema: Elektrik, Relativitätstheorie
Unterrichtsvorhaben IX:
Thema/Kontext:
Das heutige Weltbild
Welchen Beitrag liefert die Relativitätstheorie zur Erklärung unserer Welt?
Kompetenzen:
· B4 Möglichkeiten und Grenzen
Inhaltsfeld: Relativitätstheorie
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
· Problem der Gleichzeitigkeit
· Zeitdilatation und Längenkontraktion
· Relativistische Massenzunahme
· Energie-Masse-Beziehung
· Der Einfluss der Gravitation auf die
Zeitmessung
(Veränderung des Weltbilds durch spez. Relativitätstheorie)
Zeitbedarf: 4 U-Std
Summe der Stunden in der Jahrgangsstufe: 120 Stunden
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q2 Leistungskurs
Jahresthema: Quantenphysik, Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Unterrichtsvorhaben I:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben II:
Thema/Kontext:
Erforschung des Photons
Röntgenstrahlung, Erforschung des Photons
Besteht Licht doch aus Teilchen?
Was ist Röntgenstrahlung?
Kompetenzen:
· UF2 Auswahl
· E6 Modelle
· E7 Arbeits- und Denkweisen
Kompetenzen:
· UF1 Wiedergabe
· E6 Modelle
Inhaltsfeld: Quantenphysik
Inhaltsfeld: Quantenphysik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Licht und Elektronen als Quantenobjekte
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Licht und Elektronen als Quantenobjekte
· Welle-Teilchen-Dualismus
Quantenphysik und klassische Physik
(Röntgenröhre, Bragg-Reflexion am Einkristall,
Röntgenspektrum, Deutung des Bremsspektrums)
(Photoeffekt [Zinkplatte mit Hg-DampfLampe], Widersprüche zur klass. Physik,
Quantenhypothese, h-Bestimmung, [evtl
Compton-Effekt])
Zeitbedarf: 9 U-Std
Zeitbedarf: 10 U-Std.
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q2 Leistungskurs
Jahresthema: Quantenphysik, Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Unterrichtsvorhaben III:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben IV:
Thema/Kontext:
Erforschung des Elektrons
Die Welt kleinster Dimensionen – Mikroobjekte und Quantentheorie
Kann das Verhalten von Elektronen und
Photonen durch ein gemeinsames Modell
beschrieben werden?
Was ist anders im Mikrokosmos?
Kompetenzen:
· UF1 Wiedergabe
· E7 Arbeits- und Denkweisen
Kompetenzen:
· UF1 Wiedergabe
· K3 Präsentation
Inhaltsfeld: Quantenphysik
Inhaltsfeld: Quantenphysik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Welle-Teilchen-Dualismus und Wahrscheinlichkeitsinterpretation
· Quantenphysik und klassische Physik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Welle-Teilchen-Dualismus
(Elektronenbeugungsröhre, Welleneigenschaft
des Elektrons, quantitative Messungen)
(Elektron im linearer Potentialtopf [Wellenlänge, Energiewerte], Welle-Teilchen-Dualismus,
Interferenz z.B. am Doppelspalt mit und ohne
Beobachter, qualitative Deutung des Quadrats
der Wellenfunktion als Aufenthaltswahrscheinlichkeit, Unschärferelation [Ort-Impuls, Energie-Zeit])
Zeitbedarf: 6 U-Std
Zeitbedarf: 10 U-Std
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q2 Leistungskurs
Jahresthema: Quantenphysik, Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Unterrichtsvorhaben VI:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben VII:
Thema/Kontext:
Geschichte der Atommodelle, Lichtquellen und ihr Licht
Physik in der Medizin (Bildgebende Verfahren, Radiologie)
Wie gewinnt man Informationen zum Aufbau der Materie?
Wie nutzt man Strahlung in der Medizin?
Kompetenzen:
· UF1 Wiedergabe
· E5 Auswertung
· E7 Arbeits- und Denkweisen
Kompetenzen:
· UF3 Systematisierung
· E6 Modelle
· UF4 Vernetzung
Inhaltsfeld: Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Inhaltsfeld: Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Atomaufbau
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Ionisierende Strahlung
· Radioaktiver Zerfall
(Kern-Hülle-Modell, [Rutherford-Versuch],
Linienspektren in Emission und Absorption
und Franck-Hertz-Versuch, Na-Flamme mit
Na- und Hg-Licht, Bohr’sches Atommodell und
Postulate, Energieniveaus, Bohr’scher Radius)
Zeitbedarf: 10 Ustd.
(Geiger-Müller-Zählrohr, Halbleiter-Detektor,
Nebelkammer, ionisierende Strahlung
[a-, b-, g-Strahlung in E- und B-Feldern, Absorption, Ionisierungsfähigkeit], Röntgenstrahlung [Brems- und charakteristisches Spektrum];
Größen der Dosimetrie [Aktivität, Energie- und
Äquivalenzdosis], Gefahren ionisierender
Strahlung, bildgebende Verfahren in der Medizin[Röntgenaufnahme, Szintigramm])
Zeitbedarf: 14 Ustd.
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q2 Leistungskurs
Jahresthema: Quantenphysik, Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Unterrichtsvorhaben VII:
Thema/Kontext:
Unterrichtsvorhaben VIII:
Thema/Kontext:
(Erdgeschichtliche) Altersbestimmungen
Energiegewinnung durch nukleare Prozesse
Wie funktioniert die 14C-Methode?
Wie funktioniert ein Kernkraftwerk?
Kompetenzen:
· UF2 Auswahl
· E5 Auswertung
Kompetenzen:
· B1 Kriterien
· UF4 Vernetzung
Inhaltsfeld: Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Inhaltsfeld: Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Radioaktiver Zerfall
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Kernspaltung und Kernfusion
· Ionisierende Strahlung
(Kernbausteine, Isotope, Nuklidkarte, Zerfallsreihen, Zerfallsgesetz und Halbwertszeit, C14Methode)
(Bindungsenergie und Massendefekt, Kettenreaktion, Kernspaltung und –fusion [unter Berücksichtigung der Bindungsenergie (quantitativ) und Kernkräfte (qualitativ)], Energiegewinnung)
Zeitbedarf: 10 Ustd.
Zeitbedarf: 9 Ustd.
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Jahrgangsstufe: Q2 Leistungskurs
Jahresthema: Quantenphysik, Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Unterrichtsvorhaben IX:
Thema/Kontext:
Forschung am CERN und DESY – Elementarteilchen und ihre fundamentalen Wechselwirkungen
Was sind die kleinsten Bausteine der Materie?
Kompetenzen:
· UF3 Systematisierung
· K2 Recherche
Inhaltsfeld: Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Inhaltliche Schwerpunkte:
· Elementarteilchen und ihre Wechselwirkungen
(Standardmodell [Systematisierung der Kernbausteine], Vergleich Modell der Austauschteilchen und Feldmodell [Feynmann-Graph],
Teilchenumwandlung mit Heisenberg’sche
Unschärferelation und Energie-MasseÄquivalenz;
aktuelle Fragen der Elementarteilchenphysik)
Zeitbedarf: 11 Ustd.
Summe der Stunden in der Jahrgangsstufe: 89 Stunden
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Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
Ausformulierung der Kompetenzerwartungen
Umgang mit Fachwissen
UF1
Wiedergabe
UF2
Auswahl
UF3
Systematisierung
UF4
Vernetzung
Erkenntnisgewinnung
E1
Probleme und Fragestellungen
E2
Wahrnehmung und Messung
E3
Hypothesen
E4
Untersuchungen und Experimente
E5
Auswertung
Schülerinnen und Schüler können in
Zusammenhängen mit eingegrenzter
Komplexität …
physikalische Phänomene und Zusammenhänge unter Verwendung von Theorien, übergeordneten Prinzipien/Gesetzen
und Basiskonzepten beschreiben und
erläutern,
zur Lösung physikalischer Probleme zielführend Definitionen, Konzepte sowie
funktionale Beziehungen zwischen physikalischen Größen angemessen und begründet auswählen,
physikalische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen
und strukturieren,
Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen natürlichen bzw. technischen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten physikalischen Wissens erschließen
und aufzeigen.
Schülerinnen und Schüler können in
Zusammenhängen mit eingegrenzter
Komplexität …
in unterschiedlichen Kontexten physikalische Probleme identifizieren, analysieren
und in Form physikalischer Fragestellungen präzisieren,
kriteriengeleitet beobachten und messen
sowie auch komplexe Apparaturen für
Beobachtungen und Messungen erläutern
und sachgerecht verwenden,
mit Bezug auf Theorien, Modelle und
Gesetzmäßigkeiten auf deduktive Weise
Hypothesen generieren sowie Verfahren
zu ihrer Überprüfung ableiten,
Experimente auch mit komplexen Versuchsplänen und Versuchs-aufbauten mit
Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern
und diese zielbezogen unter Beachtung
fachlicher Qualitätskriterien durchführen,
Daten qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder
mathematisch zu formulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse
verallgemeinern,
19
Schulinternes Curriculum – Fach: PHYSIK
E6
Modelle
E7
Arbeits- und Denk-weisen
Kommunikation
K1
Dokumentation
K2
Recherche
K3
Präsentation
K4
Argumentation
Bewertung
B1
Kriterien
B2
Entscheidungen
B3
Werte und Normen
Modelle entwickeln sowie physikalischtechnische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und
Simulationen erklären oder vorhersagen,
naturwissenschaftliches Arbeiten reflektieren sowie Veränderungen im Weltbild
und in Denk- und Arbeitsweisen in ihrer
historischen und kulturellen Entwicklung
darstellen.
Schülerinnen und Schüler können …
Fragestellungen, Untersuchungen, Experimente und Daten nach gegebenen
Strukturen dokumentieren und stimmig
rekonstruieren, auch mit Unterstützung
digitaler Werkzeuge,
in vorgegebenen Zusammenhängen
selbstständig physikalisch-technische
Fragestellungen mithilfe von Fachbüchern und anderen Quellen, auch einfachen historischen, Texten, bearbeiten,
physikalische Sachverhalte, Arbeitsergebnisse und Erkenntnisse
adressatengerecht sowie formal, sprachlich und fachlich korrekt in Kurzvorträgen oder kurzen Fachtexten darstellen,
physikalische Aussagen und Behauptungen mit sachlich fundierten und überzeugenden Argumenten begründen bzw.
kritisieren.
Schülerinnen und Schüler können …
bei Bewertungen in naturwissenschaftlich-technischen Zusammenhängen Bewertungskriterien angeben,
für Bewertungen in physikalischtechnischen Zusammenhängen
kriteriengeleitet Argumente abwägen und
einen begründen Stand-punkt beziehen,
in bekannten Zusammenhängen Konflikte bei Auseinandersetzungen mit physikalisch-technischen Fragestellungen darstellen sowie mögliche Konfliktlösungen
aufzeigen.
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